Kokkupandavad kaubaaluste kastid: suuruse juhend automatiseeritud lao integreerimiseks

2023. aastal saime kõne suurelt autoosade jaotuskeskuselt Saksamaal, kes oli kulutanud 4,2 miljonit eurot uue automatiseeritud kõrgladu peale ja töötas vaid 68% ulatuses projekteeritud mahutavusest, kuna nende konteinerid ei sobinud korralikult hoiukohtadesse. Probleem ei olnud AS/RS kraanas ega tarkvaras, vaid konteinerites. Nad olid ostnud standardseid Euroopa kaubaaluste kaste kataloogitarnijalt, kes polnud kunagi automatiseeritud hoiustamissüsteemidega töötanud, ja konteinerid olid hoiustamisriiulite siinide jaoks 8 mm liiga laiad.

Kaheksa millimeetrit kõlab triviaalselt. Kuid AS/RS-süsteemis tähendab 8 mm mõõtmete viga konteineri kohta seda, et kui kraana üritab konteinerit hoiukohta paigutada, siis konteiner jääb rööpa serva taha kinni, selle asemel et oma kohale libiseda. Kraana asendiandur registreerib ummistuse, kraana peatub ja kogu süsteem ootab käsitsi sekkumist. Planeerimata seisakute maksumusega 2000–4000 eurot tunnis maksab see 8 mm kliendile esimese kuue tegevuskuu jooksul 340 000 eurot.

Kirjutasin selle artikli, et aidata teil seda viga vältida. Kuna automatiseeritud laokonteinerite mõõtmete spetsifikatsioonid erinevad põhimõtteliselt käsitsi käitlemise süsteemidest, see on suurusjuhend, mis aitab teil valida või täpsustada kokkupandavaid kaubaaluste kaste, mis teie automatiseeritud keskkonnas tegelikult toimivad.

Automatiseeritud laokonteinerite viis kriitilist mõõdet

Kokkupandavate kaubaaluste kastide projekteerimisel automatiseeritud lattu integreerimiseks hindame viit mõõtmete kategooriat. Igal neist on kindlad tolerantsid, mida tuleb usaldusväärse automatiseeritud töö tagamiseks täita.

Mõõde 1: ISO kaubaaluste jalajälje ühilduvus

Peaaegu kõik automatiseeritud laosüsteemid kasutavad ladustamiskohtade baasmoodulina standardseid ISO kaubaaluste jalajälgi. Kaks standardset jalajälge on:

• EUR-kaubaalused (1200 × 800 mm)Euroopa standard, mida kasutab 90% Euroopa logistikasüsteemidest. Sisemise laoruumi laius: tavaliselt 1220–1240 mm.
• ISO kaubaalus (1200 × 1000 mm)Standard Põhja-Ameerikas, Aasia ja Vaikse ookeani piirkonnas ning paljudes tööstuslikes rakendustes. Sisemise salvestuskoha laius: tavaliselt 1220–1240 mm.

Kuna konteineri jalajälje tolerants on ±2 mm (võrreldes käsitsi teisaldamise ±5 mm-ga), et vältida riiulirööbaste kinnikiilumist., tuleb konteineri välismõõdet hoida nii pikkuse kui ka laiuse osas ±2 mm juures. See nõuab täppis-survevalu või konstruktsiooni termovormimist tööriistade juhtimisega – mitte kataloogist leitavaid konteinereid kataloogitolerantsidega.

Mõõde 2: AS/RS kraana kandevõime

Automaatsete ladustamis- ja väljastussüsteemide (AS/RS) kraanadel on spetsiifilised kandevõime piirangud, mis hõlmavad konteinerit koos sisuga. Kraana nimikandevõime on tavaliselt 10–15% suurem maksimaalsest jätkusuutlikust koormusest. Peamised suuruse kaalutlused:

• Brutokoormuse piirangMaksimaalne kaal (konteiner + sisu), mida kraana suudab ohutult käsitseda. Enamiku keskmise kiirusega AS/RS-süsteemide puhul jääb see vahemikku 500 kg kuni 1500 kg hoiukoha kohta.
• Netokoormuse piirangToote maksimaalne kaal, välja arvatud konteineri tühikaal. See määrab, kui palju toodet te tegelikult hoiustada saate.
• Konteineri taara kaalu eelarveKokkupandavate konteinerite puhul moodustab konteineri enda tühikaal osa kogukoormuse piirangust. 25 kg kaaluva kokkupandava konteineri puhul, mille mahutavus on 1000 kg, jääb toote jaoks vaid 975 kg ruumi. Raskete toodete puhul on see oluline.

Kuna AS/RS kraanade vahetuskulud jäävad vahemikku 150 000–500 000 eurot kraana kohtaKraana käitamine üle nimivõimsuse (isegi lühiajaliselt) ei ole vastuvõetav risk. Suuruse arvutamisel tuleb arvesse võtta konteineris oleva toote maksimaalset tihedust, mitte keskmist tihedust.

Mõõde 3: AGV navigatsiooniandurite vahekaugused

Automaatselt juhitavad sõidukid (AGV-d) navigeerivad laserskannerite, kaamerasüsteemide ja magnetlindi kombinatsiooni abil. Konteineri geomeetria mõjutab AGV navigatsiooni mitmel viisil:

• Eendi interferentsKokkuvolditud konteineri külgseinad, mis kokkuvoltimise ajal väljapoole volditakse, võivad ulatuda üle konteineri nimijalajälje, mis võib häirida AGV laserskannereid või tekitada kokkupõrkepunkte kitsas vahekäigus navigeerimisel.
• RFID-sildi kokkupuudeKui konteineri külgseintele on paigaldatud RFID-sildid, võivad need teatud suundades AGV pardal olevad lugemisantennid need varjata, põhjustades konteinerite ümberpaigutamise ajal lugemisvead.
• Virnastamise stabiilsus ülekandmiseksKui AGV-d transpordivad virnastatud konteinereid, ei tohi ülemine konteiner suure kiirenduse või suure aeglustuse ajal liikuda. Voltimislukustusmehhanismi rakendumist tuleb kontrollida teie AGV-süsteemi spetsiifiliste kiirendusprofiilide jaoks.

Oleme töötanud MiR-i, OTTO Motorsi, Fetch Roboticsi AGV-süsteemidega ja suurte autotööstuse originaalvaruosade tootjate oma AGV-süsteemidega. Igal neist on erinevad navigatsiooniandurite konfiguratsioonid, mis nõuavad erinevaid konteineri disaini kaalutlusi.

4. mõõde: RFID-sildi paigutamine automaatseks lugemiseks

Automatiseeritud laod kasutavad RFID-d konteinerite jälgimiseks ladustamiskohtades, ümberlaadimispunktides ja saatmisväravate juures. Konteineri RFID-silt peab olema loetav süsteemi igas punktis:

• Salvestuskoha lugemineSildid peavad olema loetavad läbi hoiuriiuli konstruktsiooni, tavaliselt on vaja silte, mille lugemisulatus on vähemalt 2 meetrit ja orientatsiooni tolerants ±45 kraadi optimaalsest.
• Ümberistumispunkti lugemineKonveierilt AGV-le või AGV-lt robotile ülekandepunktides loevad silte fikseeritud lugejad, millel on spetsiifiline antennikonfiguratsioon. Siltide paigutus peab olema kooskõlas nende lugejate asukohtadega.
• Saatmisvärava lugemineLaevaväravate kiirete konveierilugejate jaoks on vaja silte, mida saab lugeda konveieri kiirusel 0,5–1,5 m/s.

Kuna RFID-lugemise tõrked automatiseeritud ülekandepunktides põhjustavad kaskaadsüsteemi viivitusi, kavandame konteineri RFID-siltide paigutuse koostöös konkreetse AS/RS-süsteemi integraatoriga konteineri spetsifikatsiooni etapis – mitte pärast konteineri ehitamist.

Mõõde 5: Kokkupandava mehhanismi mõõtmed kokkupandud olekus

Automatiseeritud tagastuslogistika puhul määravad konteineri kokkupandud mõõtmed tagastuskonteineri puhverala ladustamistiheduse ja veoautode laadimise efektiivsuse:

• Kokkupandud kõrgusAutomaatse pesast väljavõtmise seadmete usaldusväärseks tööks peab see olema kogu masinapargis ühtne. Tolerants: ±2 mm kokkupandud kõrgusel.
• Kokkupandud blokeerimineKokkupandud konteinerid peavad automatiseeritud lahtipakkimisseadmetes stabiilse virnastamise tagamiseks ühtlaselt omavahel lukustuma. Virnastusrööpa geomeetria tuleb projekteerida vastavalt konkreetse lahtipakkimisseadme profiilile.
• Kokkupandava mehhanismi kliirensKokkupandud olekus ei tohi voltimismehhanism (liigendühendused) ulatuda konteineri jalajäljest välja, vastasel juhul takerdub see automaatsete virnastusseadmete külge.

Suuruse valimise otsustuspuu: kuidas valida oma automatiseeritud süsteemile õige konteiner

Siin on praktiline otsustusraamistik, mida me kasutame klientidega, kes valivad automatiseeritud ladude jaoks kokkupandavaid kaubaaluste kaste:

1. samm: Milline on teie AS/RS kraana nimivõimsus?
→ Alla 750 kg positsiooni kohta: Valige konteiner, mille tühimass on alla 20 kg, et toote koormust maksimeerida.
→ 750–1250 kg: konteineri omakaal 20–35 kg on vastuvõetav
→ Üle 1250 kg: Saadaval on tugevdatud põhjaga ja suurema mahutavusega raskeveokonteinerid

2. samm: Milline on teie AS/RS salvestuskoha laius?
→ 1220–1240 mm (EUR-standard): Kasutage 1200 × 800 mm konteinerit tolerantsiga ±2 mm
→ 1320–1340 mm (topeltlai): Kasutage kahte standardkonteinerit kõrvuti või ühte laia kerega konteinerit
→ Mittestandardne: Vajalik on kohandatud konteineri suurus – kohandatud tööriistade eelarve on 12–16 nädalat

3. samm: Mis on teie AGV süsteem?
→ Laserskanneriga navigeerimine: Veenduge, et voltimismehhanism ei ulatuks kokkupandud olekus jalajäljest välja
→ Kaamerapõhine navigeerimine: veenduge, et RFID-sildi paigutus ei sega kaamera vaatevälja
→ Magnetlint: Mahuti geomeetria osas on vähem piiravaid piiranguid, kuid kontrollige magnetilist interferentsi sildiga

4. samm: Millist kokkuvarisemise suhtarvu on vaja tagastuslogistika jaoks?
→ Alla 800 km edasi-tagasi vahemaa: 3:1 kokkuvarisemise suhe võib olla piisav
→ 800–2000 km: minimaalselt 4:1, soovitatavalt 5:1
→ Üle 2000 km: kohustuslik suhe 5:1 – tootlusökonoomika nõuab maksimaalset tihedust

Kuna konteinerite valede mõõtmete hind automatiseeritud laos on kahjustuste ja seisakute tõttu 150 000–500 000 eurot kraana kohta.Soovitan tungivalt lasta konteineri spetsifikatsioonid AS/RS-süsteemiintegraatoril üle kontrollida, enne kui tootmistööriistadele pühendute. Enamik integraatoreid vaatab konteineri joonised üle tasulise inseneriteenusena – see on väga hästi kulutatud raha.

Meie metallriiulilahendused automatiseeritud lao integreerimiseks

Automatiseeritud laokeskkondades maksimaalset konstruktsioonitugevust ja vastupidavust nõudvate rakenduste jaoks on meie metallist riiul tooted pakuvad eeliseid, millega plastmahutid ei konkureeri:

• Suurem kandevõimeMetallriiulid suudavad kanda kuni 2000 kg koormusi positsiooni kohta – see ületab enamiku plastmahutite kandevõime.
• Järjepidev mõõtmete stabiilsusMetall ei rooma ega deformeeru pideva koormuse all, säilitades lõputult ±2 mm tolerantsi
• Suurepärane RFID-integratsioonMetallist RFID-silte saab metallkonstruktsioonidesse integreerida ilma häireteta
• Pikem kasutusigaAutomatiseeritud süsteemide metallraamid kestavad 10–15 aastat, plastmahutite puhul aga 4–6 aastat.

Kuna automatiseeritud laosüsteemidel on iga laokoha kohta kõrge kapitalikulu, metallriiuli kasutuskorra maksumus (10–15 aasta peale jaotatud) võib olla isegi kõrgema algkulu korral madalam kui plastmahutitel. Pakume mõlema variandi jaoks kogukulude analüüsi osana meie automatiseeritud laopakendi konsultatsioonist.

Levinud suurusevead ja kuidas neid vältida

Meie kogemuste põhjal konteinerite rakendamisel 45 automatiseeritud laoprogrammis on siin viis kõige levinumat suuruseviga ja kuidas neid vältida:

Viga 1: automatiseeritud rakenduste kataloogitolerantside määramine

Kataloogikonteinerite mõõtmete tolerantsid on tavaliselt ±3–5 mm. Automatiseeritud ladustamisel on vaja ±2 mm. Kuna kataloogitolerantside määramine automatiseeritud rakenduse jaoks garanteerib mõõtmete viguAutomatiseeritud ladude tellimisel tuleb alati selgesõnaliselt täpsustada ±2 mm tolerantsinõuded.

Viga 2: Soojuspaisumise arvestamata jätmine

Plastmahutid paisuvad ja tõmbuvad temperatuuri mõjul kokku. Kütmata laos, kus temperatuur on vahemikus -5 °C kuni +40 °C, võib 1200 mm konteineri mõõtmed muutuda 2–4 ​​mm võrra. Sest anum peab sobima mõlema temperatuuri äärmuseni, peab mõõtmete spetsifikatsioon sisaldama soojuspaisumisvaru, tavaliselt määrates mõõtme keskpunkti temperatuuril ja pingutustolerantsi, et arvestada termilise kõikumisega.

Viga 3: Kahvli tasku mõõtmete määramine ilma AS/RS integratsiooni ülevaatuseta

AS/RS kraana kahvlimehhanismidel on spetsiifilised kahvli laiuse, paksuse ja vahekauguse nõuded, mis tootjati erinevad. Kuna kahvlipesade täpsustamine kataloogist ilma AS/RS integraatori ülevaatuseta on üks levinumaid AS/RS kinnikiilumiste põhjuseid., kontrollige alati kahvlipesa geomeetriat konkreetse AS/RS-süsteemi integraatori avaldatud spetsifikatsioonidega.

Viga 4: tagastuslogistika ignoreerimine algusest peale

Paljud laod on projekteeritud sissetulevat logistikat silmas pidades, kuid tühjade konteinerite tagastuslogistika jääb teisejärguliseks. Kuna automatiseeritud laos on tagastuskonteinerite puhverpindala tavaliselt 15–25% kogu laopinnastalgusest peale õige kokkuvarisemise suhte arvestamine määrab, kas teil on tagastuskonteinerite jaoks piisavalt ruumi.

Viga 5: Konteinerlaevastiku kasvu mitteplaneerimine

AS/RS-süsteemid on loodud kindla arvu hoiukohtade jaoks. Konteinerite laevastiku suurus peab sellele vastama, kusjuures puhvervaru peab olema 15–20% suurem teoreetilisest miinimumist. Kuna konteinerlaevastiku puudus põhjustab koheseid tootmishäireid, peab konteinerlaevastiku suuruse arvutus hõlmama nii tegutsevat kui ka puhverlaevastikku, mitte ainult teoreetilist miinimumi.

Kokkuvõte: automatiseeritud ladude puhul ei ole täppismõõtude osas läbirääkimiste küsimus.

Erinevus automatiseeritud laos töötava konteineri ja 340 000 eurot seisakut põhjustava konteineri vahel on 8 mm. See on automatiseeritud lao integreerimiseks konteinerite suuruse määramisel vajalik täpsusaste.

Kuna nii automatiseeritud ladustamiskoha kapitalikulud (800–2500 dollarit) kui ka AS/RS kraana töötunni seisakukulud (2000–4000 dollarit) on väga kõrged.Konteinerite täpsesse suuruse määramisse investeerimine on laohoonete projekteerimisel üks suurima investeeringutasuvusega inseneriotsuseid. Täppistööriistade (±2 mm tolerants versus ±5 mm kataloogitolerants) lisakulud on tavaliselt 5000–20 000 dollarit konteineri suuruse kohta – see on vaid tühine osa potentsiaalsest seisakukulude kokkuhoiust.

Kui määrate konteinereid automatiseeritud lao jaoks, Meie automatiseeritud lao pakkimismeeskond saab teie konteineri spetsifikatsioonid teie AS/RS süsteemi nõuete alusel üle vaadata ja tuvastada potentsiaalsed mõõtmete konfliktid enne, kui need põhjustavad tegevusprobleeme.

Korduma kippuvad küsimused

Millised on automatiseeritud ladudes kokkupandavate kaubaaluste kastide kriitilised mõõtmetolerantsid?

Automatiseeritud süsteemid nõuavad välismõõtmete puhul ±2 mm tolerantsi (võrreldes ±5 mm-ga käsitsi teisaldamise puhul). Olulised mõõtmed on järgmised: kogujalajälg (±2 mm), kahvlipesa laius ja vahekaugus (±1 mm), kogukõrgus avatud ja kokkupandud olekus (±3 mm) ning aluse tasasus (±2 mm). Kuna kõrvalekalded, mis ületavad neid tolerantse, põhjustavad ummistusi, valesti valimist ja süsteemi seiskamist, kataloogitolerantsidega kataloogikonteinerid ei sobi automatiseeritud rakenduste jaoks.

Milline kokkuvarisemise suhtarv on vajalik, et automatiseeritud tagastuslogistika oleks majanduslikult tasuv?

Automatiseeritud lao integreerimiseks soovitame minimaalset kokkupanemise suhet 4:1, kusjuures optimaalne on 5:1. Suhe 5:1 tähendab, et 1200 mm kõrgune konteiner kokkupandakse 240 mm kõrguseks, võimaldades automatiseeritud ladustamiskohtades 5 virnastatud ühikut ühe jäiga ühiku asemel. Kuna tagastuskonteineri puhverpindala on tavaliselt 15–25% kogu hoiustamispinnast, vähendab kokkuvarisemise suhte maksimeerimine otseselt tagastuskonteinerite haldamiseks vajalikku laopinda.

Kuidas konteineri kaalujaotus mõjutab automatiseeritud ladustamis- ja väljastussüsteemi jõudlust?

AS/RS-kraanad nõuavad prognoositavat kaalujaotust, kus raskuskese on jalajälje keskmises 60% ulatuses ja raskuskoormaga koormatud alaosa. Konteineri kaal ei tohiks ületada AS/RS-kraana kandevõimet miinus 15% ohutusvaru. Ebakorrapärase geomeetriaga konteinerite puhul on vaja spetsiaalseid vahtplastist või alusplaate, et paigutada koormus vastuvõetavasse raskuskeskme tsooni. Kuna AS/RS kraanade vahetuskulud jäävad vahemikku 150 000–500 000 eurot kraana kohtanimivõimsusest ületav töötamine ei ole vastuvõetav risk.

Milliseid MHE ühilduvusstandardeid peaksin kokkupandavate kaubaaluste kastide puhul kontrollima?

Peamised standardid: ISO 445 (kaubaaluste mõõtmed), ISO 6781 (kaubaaluste kujutise tuvastamine), VDA 4500 (autotööstuse kaubaaluste standardid Euroopa originaalseadmete tootjatele) ja ASTM D6251 (survetugevus). Automatiseeritud süsteemide puhul kontrollige lisaks: kahvli tasku mõõtmeid konkreetse AS/RS tootja järgi (Dematicil, Siemensil, Swisslogil ja Knappil on erinevad spetsifikatsioonid), RFID-siltide paigutuse ühilduvust lugeja antenni asenditega ja lasermärgistuse asukohti, mis ei sega automatiseeritud skaneerimist.

Milline on kokkupandavate ja jäikade konteinerite hoolduskulude erinevus automatiseeritud süsteemides?

Automatiseeritud süsteemid välistavad kahveltõstuki löökidest tulenevad kahjustused (mis on käsitsi teisaldamisel tavalised), kuid vajavad voltimismehhanismi hooldust. Meie andmed 45 automatiseeritud laoprogrammi kohta näitavad: manuaalsed süsteemid: kahjustuste kulud 12–18 dollarit konteineri aastas; automatiseeritud süsteemid: voltimismehhanismi hooldus 5–10 dollarit konteineri aastas pluss 2–4 dollarit RFID/sildi vahetamine. Kuna automatiseeritud süsteemid vähendavad konteinerite hoolduskulusid 40–60%, hõlmab automatiseeritud süsteemide kogumise ja kulude (TCO) eelis nii salvestustiheduse eelist kui ka väiksemaid hoolduskulusid.